赵付明
(安徽省地质环境监测总站,安徽合肥230001)
安徽省地质灾害降雨临界值研究
赵付明*
(安徽省地质环境监测总站,安徽合肥230001)
通过对安徽省地质灾害特征分析,从临界雨量入手,深入研究了安徽省不同的地貌单元地质灾害发生的降雨界值情况,为地质灾害防治提供依据。
安徽省;地貌单元;地质灾害现状;降雨临界值
安徽省地形复杂,地貌单元类型多样,地质灾害多发、易发,且点多、面广,常造成严重经济损失,多因降雨引发。不同的地貌单元的地质灾害发生的临界雨量也不一致,此研究以期为安徽省地质灾害市县级防治管理工作提供依据[1]。
1.1地质灾害现状
安徽省是全国地质灾害多发省(区)之一,灾害种类繁多,分布广泛。在诸多灾害类型中,以崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害最为突出。据资料初步统计:2006~2015年间,全省共发生地质灾害近3445起,造成了23人死亡,伤23人,直接经济损失4.7亿元。根据2015年全省地质灾害隐患点核查结果。目前,全省已知灾害点达4682处,主要分布于皖南山区、大别山区、沿江丘陵、江淮丘陵和淮北平原,受威胁人口7万多人,受威胁财产近30亿元(图1)。
图1 安徽省各地貌单元受威胁财产统计图(2015年)
由于安徽省独特的地理位置,较为复杂的地质结构,加上不发达的经济形势,以及社会因素等,形成了灾害类型多、分布广、强度大、频度高、影响面宽、损失严重的格局。地质灾害会严重破坏公路、铁路、航运、堤坝、水库以及通讯等工程设施。
1.2地质灾害发生与降水关系
1.2.1诱发因素
降水是滑坡、崩塌和泥石流的重要诱发因素,它可以降使岩土体含水量增加,软化岩土,降低岩土的抗剪强度并产生动水压力和潜蚀岩土,增大岩土容重,从而导致滑坡、崩坡、泥石流发生。降水形成的坡面流的速度直接受地形坡度的控制,坡度越大,水流速度越大,也最易于引发地质灾害。在安徽省2015年的4682起地质灾害隐患点中有4239起主要是强降水引发,占灾害总数的90.53%。
2010年7月8~17日,安徽省南部普降大雨、局部暴雨,安庆市、池州市、黄山市的黄山区、祁门县、六安市的金寨县等地累计降雨量超过300mm(影响范围3.29km2),安庆市和池州市有11个乡镇自动雨量观测站累计降雨量超过600mm,累计最大降雨量达677.7mm(池州市高坦镇)。
这次集中强降雨诱发地质灾害241起,占全年灾害总数的71.30%,直接经济损失1632万元,占全年灾害损失的64.33%,并造成死亡4人,伤2人,死亡人数占全年的66.66%。可见,灾害发生数量、危险性与降水量大小和持续时间关系十分明显。降雨越大,时间越长,灾害发生越多[2]。
1.2.2同步及滞后性
降雨入渗到岩土体引发崩塌、滑坡和泥石流或汇集形成泥石流等需要一个过程,灾害发生与降雨之间具一定的时间差。在灾害与降雨的发生时间上,小、微型灾害多表现为同步性,中、大型灾害一般表现为滞后性。根据2009~2010年687个灾害点发生时的降雨资料统计分析:受前期降雨影响较大时,再发生强降雨,6~12h内发生灾害占70%,12~24h内发生灾害占9%;受前期降雨影响较小时,12~24h直至1~3d引发地质灾害可能性会增大(图2、表1)。
1.2.3突发群发性
图2 安徽省地质灾害发生受前期降雨影响分布图
表1 安徽省灾害发生情况与降雨关系统计表(2009~2010年10d累计降雨量:mm)
在安徽省的皖南山区和大别山区,滑坡、泥石流、崩塌等多灾种和同一灾种多灾体呈群发性出现,发生区域范围一般与降雨范围一致。而且,灾害在数分钟到数十分钟内突然发生[3]。
根据地质灾害发生规律,考虑到地质灾害发生的滞后性,利用当天和前期(前10d)降水量资料,采用国内外通用的经验公式[4],分别计算安徽省不同地貌单元的有效降水量。计算式为:
式中:PZ——某日有效降水量;
P0——当日雨量;
Pi——前i日雨量;
λi——前i日的影响系数,λi一般取值为0.75。
根据2009~2010年678个灾害点地质灾害发生时的降雨资料,以降雨特征值为横坐标,以灾害发生累加频率值为纵坐标,编制灾害发生累加频率曲线图,取累加频率曲线突变拐点对应的降雨特征值,即得到主要地貌单元地质灾害发生时的降雨量临界值(以皖南山区和大别山区为例),见表2。
通过对687起灾害发生时当日降雨量和临界有效降雨量统计计算,皖南山区地质灾害发生时当日降雨量30mm,临界有效降雨量为60mm;大别山区地质灾害发生时当日降雨量30mm,临界有效降雨量为60mm。
表2 主要地貌单元地质灾害临界值计算结果表
地质灾害的发生多为降雨、地质、气象、人等多因素耦合的结果,其发生机理还有待进一步研究。本文通过对安徽省主要地貌单元地质灾害发生时当日和有效降雨量的初步研究,得出了不同地貌单元的地质灾害发生的降雨临界值,以便为安徽省地质灾害市、县级防治管理提供理论依据和技术支持[5]。
[1]国土资源部.地质灾害防治条例[S].北京:地质出版社,2006.
[2]安徽省国土资源厅.安徽省地质灾害群测群防员读本[R].2012.
[3]安徽省地质环境监测总站.2010年安徽省地质灾害情况总结[R].2011.
[4]刘传正.重大地质灾害防治理论与实践[M].北京:科学出版社,2009.
[5]姜迪.试析工程地质灾害防治与管理措施[J].城市建设理论研究,2014(22):59-60.
P694
A
1004-5716(2016)08-0148-03
2016-04-08
2016-04-11
赵付明(1980-),男(汉族),山东聊城人,工程师,现从事水工环、地质灾害防治与研究工作。